std::async 提供异步执行函数并获取结果的简便方式，返回 future 对象。支持 async（新线程立即执行）和 deferred（延迟同步执行）策略，默认策略由系统决定。可执行函数或 Lambda，异常会被捕获并在 get 时抛出。相比 std::Thread，std::async 更易管理返回值和生命周期，适合需要结果获取的并发任务。
在c++11中，std::async 提供了一种简洁的方式来异步执行函数或可调用对象，从而实现多线程任务的并行处理。它封装了线程创建和结果获取的复杂性，返回一个 std::future 对象，用于在将来获取函数的执行结果。
std::async 基本用法
std::async 定义在头文件 <future> 中，其基本语法如下：
std::future<T> result = std::async(launch_policy, function, args…);
其中：
- launch_policy：指定启动策略，可选
std::launch::async或std::launch::deferred - function：要异步执行的函数、lambda表达式或仿函数
- args…：传递给函数的参数
- 返回值是 std::future，用于获取函数返回值或异常
例如，异步计算两个数的和：
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#include <future>
#include <iostream>
int add(int a, int b) {
return a + b;
}
int main() {
auto future_result = std::async(std::launch::async, add, 2, 3);
std::cout << “Result: ” << future_result.get() << std::endl;
return 0;
}
启动策略详解
std::async 支持两种启动策略，控制任务的执行方式：
std::launch::async
- 强制在新线程中立即执行函数
- 真正实现“异步”并发
- 若系统无法创建线程，会抛出
std::system_error
std::launch::deferred
- 延迟执行，函数不会立即运行
- 只有当调用
future.get()或wait()时才在当前线程同步执行 - 不创建新线程，适合轻量级或可能不需要执行的任务
如果不指定策略，如：
std::async(add, 2, 3);
编译器可自行选择 async 或 deferred，行为不确定，建议明确指定策略。
异步执行 Lambda 表达式
除了普通函数，也可以异步执行 lambda：
auto task = std::async(std::launch::async, [](int x) {
// 模拟耗时操作
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::seconds(2));
return x * x;
}, 5);
std::cout << “Square: ” << task.get() << std::endl;
异常处理机制
如果异步函数抛出异常，该异常会被捕获并存储在 future 中。调用 get() 时会重新抛出：
auto faulty = std::async(std::launch::async, [](){
throw std::runtime_error(“Something went wrong!”);
});
try {
faulty.get();
} catch (const std::exception& e) {
std::cout << “Caught exception: ” << e.what() << std::endl;
}
这保证了异常安全，避免未捕获异常导致程序终止。
与 std::thread 的区别
- std::async 返回 std::future，便于获取返回值；std::thread 不直接支持返回值
- std::async 可自动管理线程生命周期；std::thread 需手动调用 join 或 detach
- std::async 支持延迟执行策略；std::thread 总是立即启动
- 对于简单任务，std::async 更简洁安全
基本上就这些。std::async 是 C++ 中实现异步任务最直观的方式之一，尤其适合需要获取结果的场景。合理使用 launch 策略，能更好控制执行时机和资源消耗。虽然某些高性能场景下可能倾向直接使用线程池或 std::packaged_task，但 std::async 依然是入门和日常开发的首选。